阅读说明：本技术 一种气液分离装置 (Gas-liquid separation device ) 是由 杨积志 李海波 裴文 于 2019-08-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种气液分离装置,包括：容器罐,所述容器罐的侧壁上开设有气体入口与液体出口,容器罐的顶部开设有气体出口；纤维床结构,所述纤维床结构位于气体入口与气体出口之间；纤维床结构包括纤维床与管板；纤维床包括呈筒状的内骨架、绕着在内骨架上的至少3层纤维层以及套设在纤维层外侧的外骨架,内骨架的一端与管板焊接；纤维床还包括底板,底板分别与内骨架、外骨架远离管板的一端固定连接；每层纤维层均通过纤维螺旋绕设在内骨架上而成,位于若干纤维层的中间一层纤维层的纤维采用疏液性材料制成,紧贴在内骨架上的所述纤维层的纤维的直径为100～300um。本发明去除气体中直径小于3um的雾滴的效果较好。(The invention discloses a gas-liquid separation device, comprising: the side wall of the container tank is provided with a gas inlet and a liquid outlet, and the top of the container tank is provided with a gas outlet; a fiber bed structure located between a gas inlet and a gas outlet; the fiber bed structure comprises a fiber bed and a tube plate; the fiber bed comprises a cylindrical inner framework, at least 3 fiber layers wound on the inner framework and an outer framework sleeved outside the fiber layers, wherein one end of the inner framework is welded with the tube plate; the fiber bed also comprises a bottom plate which is respectively fixedly connected with one ends of the inner framework and the outer framework far away from the tube plate; each fiber layer is formed by spirally winding fibers on the inner skeleton, the fibers of the middle fiber layer of the plurality of fiber layers are made of lyophobic materials, and the diameters of the fibers of the fiber layers tightly attached to the inner skeleton are 100-300 mu m. The invention has better effect of removing the fog drops with the diameter less than 3um in the gas.)

一种气液分离装置

技术领域

本发明涉及净化气体内的雾滴技术领域，尤其涉及一种气液分离装置。

背景技术

在许多生产过程中，悬浮于气流中的雾滴是不可避免的，而雾滴主要由机械力作用、蒸汽冷凝、化学反应或气液夹带生成。

其中，不同的情况下气流中夹带液滴直径也不相同，例如：机械力作用如液体从喷嘴喷出的液滴，直径在20～1000um之间；饱和蒸汽冷凝的雾滴直径在0.1～30um之间；化学反应生成的雾滴在0.1～8um之间；气体从喷淋塔或鼓泡塔内夹带的液滴大部分集中在500-2000um之间。

现有技术的纤维除雾器由于其纤维床层的纤维尺寸变化不大，导致其雾滴净化效果不佳，面对直径小于3um的雾滴去除效果差。

发明内容

本发明的目的是提供一种气液分离装置，去除气体中直径小于3um的雾滴的效果较好。

本发明提供的技术方案如下：

一种气液分离装置，包括：容器罐，所述容器罐的侧壁上开设有气体入口与液体出口，所述容器罐的顶部开设有气体出口，所述液体出口的高度低于所述气体入口的高度；设置在所述容器罐内的纤维床结构，所述纤维床结构位于所述气体入口与气体出口之间；所述纤维床结构包括纤维床与管板，纤维床设置在管板与气体入口之间；所述纤维床包括呈筒状的内骨架、绕着在内骨架上的至少3层纤维层以及套设在所述纤维层外侧的呈筒状的外骨架，所述内骨架的一端与所述管板焊接，气体依次穿过外骨架、纤维层、内骨架与管板后从气体出口被排出容器罐；所述纤维床还包括底板，所述底板分别与所述内骨架、外骨架远离管板的一端固定连接；每层所述纤维层均通过纤维螺旋绕设在所述内骨架上而成，位于若干所述纤维层的中间一层纤维层的纤维采用疏液性材料制成，紧贴在所述内骨架上的所述纤维层的纤维的直径为100～300um。

上述结构中，中间一层纤维层的纤维采用疏液性材料制成且纤维床的最贴近内骨架的那一层纤维层的纤维直径在100～300um之间，从而最贴近内骨架的那一层纤维层的纤维为粗纤维，这样的设置可以促进纤维层排液，防止位于纤维层上的雾滴被气体二次夹带，且这样设置的纤维床能够除去气体中的直径小于3um的雾滴，提高气体中的直径小于3um的雾滴的去除效率。

优选地，所述底板上开设有降液口，所述降液口处外接有竖直设置的降液管，所述降液管的下方设有液封杯，所述降液管远离底板的一端伸入所述液封杯内。

上述结构中，通过降液管及时将纤维层脱除的液滴导出纤维床，当液封杯内的液体溢出后，溢出到容器罐的底部的液体通过液体出口被排出。在实际气液分离过程中，降液管远离底板的一端伸入液封杯的液体内，从而避免夹带雾滴的待净化气体通过降液管直接流入内骨架内。

优选地，所述纤维床的纤维的外表面涂有改性氟材料，所述纤维床的纤维采用金属、玻璃纤维或者聚酯材料制成。

改性氟材料具有耐高温、耐酸与耐碱性能，化学稳定性好，不易被气体内夹带的酸性雾滴腐蚀。

优选地，若干所述纤维层中，除了紧贴在所述内骨架上的纤维层之外，其他的纤维层的纤维的直径均为5～100um之间。

优选地，所述纤维床的厚度为20～200mm，所述纤维床的床层的密度在100～500kg/m³。

优选地，所述气液分离装置还包括：外冲洗装置，所述外冲洗装置设置在所述外骨架远离内骨架的表面，所述外冲洗装置设置在所述外骨架靠近管板的一端。

当气体中夹带有含尘雾滴时，其中直径较大的含尘雾滴无法通过纤维床而留在外骨架上，此时通过设置在外骨架上的外冲洗装置将位于外骨架上的含尘雾滴冲洗掉，避免含尘雾滴堵塞纤维床，影响分离效率。

优选地，所述气液分离装置还包括：内冲洗装置，所述内冲洗装置设置在所述内骨架远离外骨架的表面，所述内冲洗装置设置在所述内骨架靠近管板的一端。

当气体中夹带有含尘雾滴时，其中直径较小的含尘雾滴经过纤维床过滤后会留在内骨架上，而由于有些含尘雾滴中的含有盐类成分长时间不处理将在内骨架上结晶，导致内骨架处堵塞，影响纤维床的分离效率，此时，通过设置在内骨架上的内冲洗装置进行冲洗，及时将内骨架冲洗干净，避免结晶。

本发明提供的一种气液分离装置，能够带来以下有益效果：

本发明的气液分离装置由于其纤维床的特殊设计，能够提高直径小于3um的雾滴的去除效率，同时在容器罐内装设了内冲洗装置与外冲洗装置，从而实现了待净化气体中的含尘雾滴的分离，保证了分离效率，实现了气液固三相的分离。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对气液分离装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是气液分离装置的结构示意图。

附图标号说明：

1-容器罐，1a-气体入口，1b-液体出口，1c-气体出口，1d-第一备用口，1e-第二备用口，2-管板，3a-外骨架，3b-底板，4-降液管，5-液封杯。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

【实施例1】

如图1所示，实施例1公开了一种气液分离装置的具体实施方式，包括：立式的容器罐1、设置在该立式的容器罐1内的纤维床层结构，该纤维床层结构用于将待净化气体内的雾滴分离除去。

如图1所示，容器罐1的侧壁上开设有气体入口1a与液体出口1b，待净化的气体从气体入口1a进入，分离出来的雾滴形成的液体从液体出口1b排出。其中，液体出口1b的高度低于气体入口1a的高度，从而汇集在立式的容器罐1底部的液体不会堵住气体入口1a。容器罐1的顶部开设有气体出口1c，净化后的气体从该气体出口1c排出。

纤维床结构位于气体入口1a与气体出口1c之间，纤维床结构包括纤维床与管板2，纤维床设置在管板2与气体入口1a之间，该纤维床的厚度为20～200mm，纤维床的床层的密度在100～500kg/m³，本实施例中，纤维床有2个。

纤维床包括呈筒状的内骨架、绕着在内骨架上的9层纤维层、套设在9层纤维层外侧的呈筒状的外骨架3a与底板3b，内骨架的一端与管板2焊接，底板3b分别与内骨架、外骨架3a远离管板2的一端固定连接。

待净化气体依次穿过外骨架3a、纤维层、内骨架与管板2后得到净化后的气体，并从气体出口1c被排出立式的容器罐1。

沿着内骨架到外骨架3a的方向，纤维层分别定义为第1层、第2层...直至第9层，纤维床内的每层纤维层均通过纤维螺旋绕设在内骨架上而成，例如，第2层绕设在第1层上，第3层绕设在第2层上，纤维床的每层纤维层的纤维的外表面涂有改性氟材料，位于9层纤维层的中间一层纤维层(本实施例中即为第5层)的纤维采用疏液性材料制成，疏液性材料为PVDS、PTFE或聚丙烯等等，紧贴在内骨架上的纤维层(本实施例中即为第1层)的纤维的直径为100～300um，除了本实施例的第1层纤维层的纤维外，其他纤维层的纤维的直径均在5～100um之间，根据实际情况选取所有纤维层的具体直径。

其中，纤维采用金属、玻璃纤维或者聚酯材料制成，纤维的具体选材根据实际应用场景决定；纤维床的厚度可在20～200mm之间取值，纤维床的床层的密度可在100～500kg/m³之间取值；纤维床的纤维层数也可以是其他层数，根据实际情况决定，此处不做限制。

为了使得纤维床分离出来的雾滴能够从纤维床内流到立式的容器罐1的底部并防止待净化气体不会直接越过纤维床后通过气体出口1c排出，在底板3b上开设有降液口，降液口处外接有竖直设置的降液管4，降液管4朝下延伸，且降液管4的下方设有液封杯5，该降液管4远离底板3b的一端伸入液封杯5内。在实际使用时，液封杯5内的液体始终高于降液管4远离底板3b的一端的高度，起到液封的作用。

本实施例的工作过程如下：

待净化气体从气体入口1a进入立式的容器罐1内，向上流动后依次经过外骨架3a、9层纤维层、内骨架、管板2后从气体出口1c排出，其中，9层纤维层用于将待净化气体中的雾滴分离。当含雾滴的待净化气体通过纤维床时，雾滴通过惯性碰撞、直接拦截和布朗运动三种机理捕集在纤维床上，并逐渐凝聚成大颗粒或液膜，在气流推动下穿过纤维床，沿内骨架的内表面在重力作用下排出纤维床的床层。靠近内骨架的一层为直径较大的纤维层，以促进排液，防止雾滴被气流二次夹带。被分离出来的液体汇集在立式的容器罐1的底部，最后从液体出口1b排出立式的容器罐1。

【实施例2】

如图1所示，实施例2在实施例1的基础上，实施例2还包括：外冲洗装置，该外冲洗装置设置在外骨架3a远离内骨架的表面，且外冲洗装置设置在外骨架3a靠近管板2的一端，当雾滴为含尘雾滴时，由于含尘雾滴的直径较大，可能无法穿过纤维床而滞留在外骨架3a外，若含尘雾滴不及时清理，会导致纤维床堵塞，从而影响分离效率。

容器罐1的侧壁上还设有第一备用口1d，第一备用口1d分别位于管板2的下侧，第一备用口1d用于供外冲洗装置的外接水管穿过。

【实施例3】

如图1所示，实施例3在实施例1或实施例2的基础上，实施例3还包括内冲洗装置，内冲洗装置设置在内骨架远离外骨架3a的表面，内冲洗装置设置在内骨架靠近管板2的一端。当气体中夹带有含尘雾滴时，其中直径较小的含尘雾滴经过纤维床过滤后会留在内骨架上，而由于有时含尘雾滴中的含有盐类成分长时间不处理将在内骨架上结晶，导致内骨架处堵塞，影响纤维床的分离效率，此时，通过设置在内骨架上的内冲洗装置进行冲洗，及时将内骨架冲洗干净，避免结晶。

容器罐1的侧壁上还设有第二备用口1e，第二备用口1e分别位于管板2的上侧，第二备用口1e用于供内冲洗装置的外接水管穿过。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。